[發明專利]用于壓載水排放過程中的殘余氧化劑中和裝置和方法

有效

• 申請號: 201410201450.7
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103979661A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 薛曉紅;白敏冬;白敏菂;楊波
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C02F1/66
• 分類號: C02F1/66
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于海洋環境保護應用技術領域，涉及一種采用化學方法(臭氧法、電解法等)處理壓載水，具體是指一種用于壓載水排放過程中的殘余氧化劑中和裝置。

背景技術

壓載水是指系指為控制船舶橫頃、縱頃、吃水、穩性和應力而加裝到船上的水及懸浮物質。船舶排放壓載水是造成地理性隔離水體間有害生物傳播的最主要途徑。每年全球船舶攜帶的壓載水大約有100億噸，一艘載重10萬噸貨船攜帶的壓載水量達到5－6萬噸。與自然海洋生態環境相比，船舶壓載水是一種特殊環境下的生態系統，經壓載水馴化并存活的生物往往具有極強的生命力和競爭力。它們一旦釋放到自然海洋環境中，就可能產生不可控制的“雪崩式”繁殖，對土著物種造成極大的沖擊，甚至引起本地物種滅絕，引發一系列生態災害。

目前壓載水的處理方法主要有機械處理法、物理處理法、化學處理法和其他一些處理方法。其中機械方法包括過濾、氣旋分離、稀釋、沉降和浮選、高流速等；物理方法包括加熱處理、放電處理、磁化處理、超聲波處理、紫外線照射處理和γ射線處理等；化學方法主要是利用氯或氯化物、脫氧處理、過氧化氫、臭氧、羥基自由基等的熱性做處理。據統計，通過國際海事組織(IMO)認證的方法中化學方法占大多數。

壓載水化學方法處理過程中，化學藥劑與海水中的部分離子發生化學反應，衍生出復雜的次級產物種類，包含Cl₂、ClO^-、ClO₂、Br₂、BrO^-、NH₂Cl、NH₂Br等物質之總和，其中以BrO^-占最大比例，這些產物的總和稱之為總殘余氧化劑(Total?Residual?Oxidant,TRO)。國際上一般常用余氯分析儀檢測總殘余氧化劑(TRO)的濃度。依據國際海事組織(IMO)的要求，壓載水系統管理指南(G8導則)及活性物質壓載水認可程序(G9導則)指出總殘余氧化劑(TRO)最大允許排放濃度為0.2mg/L，處理后的壓載水排放時，若TRO大于0.2mg/L，必須使用中和系統進行中和，中和達標后方允許排放，以免對海洋環境造成危害。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種可以自動添加中和劑的中和裝置，適用于所有含有殘余氧化劑(TRO)的處理后壓載水。中和反應在排放過程中進行，中和藥劑直接從主管路中抽取，不需另外添加；工作時，兩個相同的中和藥劑箱交替使用，不會出現中斷現象。能安全、有效地降低壓載水排放過程中的總殘余氧化劑(TRO)，達到海事組織的排放標準(＜0.2mg/L)。

本發明解決其方法所采用的技術方案是：

一種在壓載水排放過程中的殘余氧化劑中和裝置，該裝置包括海水輸送加載部分、分流按制部分、中和裝置、計量泵、止回閥和檢測部分，

海水輸送加載部分包括壓載水排放管路、壓載水輸送分管路、離心泵、流量計和閥門，壓載水輸送分管路接入壓載水排放管路中，經過離心泵、流量計、閥門進入中和裝置管路；

分流按制部分采用四個電磁閥：入口左側電磁閥A、入口右側電磁閥B、出口左側電磁閥C和出口右側電磁閥D，入口左側電磁閥A和入口右側電磁閥B設在中和裝置的入口處，用于控制壓載水的進入方向；出口左側電磁閥C和出口右側電磁閥D設在中和裝置的出口處，用來控制壓載水處理后的流出。

中和處理部分分為左側中和裝置和右側中和裝置，左側中和裝置包括壓差變送器A、中和藥劑箱A、液位傳感器A和固體給料箱A，右側中和裝置包括中和藥劑箱B、固體給料箱B、液位傳感器B、壓差變送器B，固體給料箱A與固體給料箱B完全相同，固體給料箱的底部有兩層隔板，第一層均布直徑為1mm的微孔，裝置工作時，第二層向下打開。

中和藥劑箱A與中和藥劑箱B的底部裝有自動啟動的攪拌機。固體給料箱A與固體給料箱B中的藥品為硫代硫酸鈉(Na₂S₂O₃)固體粉末，中和藥劑箱A和中和藥劑箱B中硫代硫酸鈉(Na₂S₂O₃)溶液的濃度為0.01mol/L。

計量泵連接分流控制部分的電磁閥C和電磁閥D，止回閥和計量泵相接，保證處理后的壓載水單方向流動。

檢測部分包括排放中檢測的余氯分析儀A和中和后檢測的余氯分析儀B，余氯分析儀A實時檢測處理后的壓載水，余氯分析儀B實時檢測中和后的壓載水。

本發明的裝置工作過程如下：